Sintrattu piikarbidi - Supermateriaali, joka kestää lähes mitä tahansa.

Voitko kuvitella materiaalia, joka on lähes yhtä kovaa kuin timantti, kelluu vedessä, kestää polttavaa kuumuutta, nauraa kemikaaleille, jotka yrittävät syödä sen pois, ja säilyttää lujuutensa riippumatta siitä, mitä siihen heitetään? No, sintrattu piikarbidi on tuo uskomaton aine!

Tällä aineella on niin uskomattomia ominaisuuksia, että se kestää ympäristöjä ja olosuhteita, jotka tuhoaisivat melkein kaiken muun, mistä voisi tehdä tavaraa.

Katsotaanpa, mikä tekee sintratusta piikarbidista niin erityistä.

Mikä on sintrattu piikarbidi?

Sintrattu piikarbidi, joka tunnetaan myös nimellä sintrattu SiC tai SSiC, valmistetaan sekoittamalla erittäin hienojakoista SiC-jauhetta joidenkin erityisten ainesosien kanssa, jotka auttavat sitä tarttumaan yhteen, laittamalla se muottiin ja kypsennyttämällä sitä erittäin korkeassa lämpötilassa. Tämä sulattaa jauheen kiinteäksi, mutta ei sulata sitä täysin. Liiman tai ylimääräisten faasien puuttuminen antaa sintratulle SiC:lle sen villit ominaisuudet.

Tämä keramiikka on kovuus joka on toiseksi suurin timantin jälkeen. Siinä on alhainen tiheys - noin 40% teräksen ja lähellä alumiinin arvoa. Sintrattu SiC kestää korroosio ja hapettuminen uskomattoman hyvin piikarbidin vahvojen sidosten ansiosta. Se myös pitää kiinni vahvuus ja jäykkyys jopa todella korkeissa lämpötiloissa, jolloin useimmat materiaalit muuttuvat mössöksi.

Miksi sintrattu SiC on niin erityinen?

Katsotaanpa joitakin sintratun SiC:n huikeita ominaisuuksia ja ominaisuuksia. mikä tekee tästä tavarasta niin hyödyllisen:

Se on hullun vaikeaa

Kanssa Knoopin kovuus of 2800 GPa, sintrattu piikarbidi kestää naarmuuntumista tai kaikenlaista hankausta paremmin kuin mikään muu paitsi timantti. Tämä tarkoittaa, että se kestää paljon kauemmin kuin muut materiaalit, kun se joutuu liukumaan ja saamaan osumia.

Timantti on ainoa vaikeampi asia. SiC:n naurettava kovuus johtuu pii- ja hiiliatomien välisistä erittäin vahvoista sidoksista. Nämä sidokset pitävät tiukasti kiinni eivätkä tahdo päästää irti!

Kevyt mutta vahva

Huolimatta siitä, että hänellä on huippuluokan vahvuus, sintratun SiC:n tiheys on vain 3,15 g/cm3.. Se on lähellä alumiinia, joten tämä aine on mukavan kevyttä!

Tämä tarkoittaa, että metallin sijasta sintratusta SiC:stä valmistetut osat voivat olla paljon kevyempiä. Pyörivät laitteet voivat pyöriä nopeammin pienemmällä painolla. Ja kuunnelkaa tätä - SiC itse asiassa kelluu nestemäisessä alumiinissa! Se sopii siis erinomaisesti pumppujen osiin, jotka joutuvat tekemisiin sulan metallin kanssa.

Kestää korroosiota ja hapettumista kuin mestari

Metallit tarvitsevat suojaavan oksidikerroksen vastustaakseen korroosiota. Mutta sintrattu SiC ei ole mitään siteitä tai ylimääräisiä vaiheita, joihin voidaan hyökätä. Se vain nauraa korroosiolle melkein missä tahansa ympäristössä, jonka sille heität.

SiC säilyttää lujuutensa jopa 1650 °C:n hapettavassa ilmassa! Sen korroosion- ja hapettumiskestävyys johtuu erittäin vahvoista piin ja hiilen välisistä sidoksista. Ne eivät vain halua hajota ja hapettua, ellei lämpötila nouse erittäin korkeaksi.

Pysyy vahvana jopa mielettömässä kuumuudessa

The kovalenttiset sidokset ansiosta se pysyy jäykkänä ja vahvana myös hurjissa lämpötiloissa. Sintrattu SiC säilyttää täyden lujuutensa jopa noin 1750°C - se on kuuma! Toisin kuin metallit, se ei heikkene tai hupene.

The korkea moduuli SiC:stä johtuen se ei myöskään hitaasti muodonmuutos- tai virumisvaikeuksia raskaissa kuormituksissa. Voit siis luottaa siihen, että se kestää suuria rasituksia korkeissa lämpötiloissa. Täydellinen uunien osiin ja ilmailu- ja avaruustekniikkaan!

Käsittelee lämpöshokkia

Kanssa lämmönjohtavuus of 125 W/mK, SiC siirtää lämpöenergiaa nopeasti ja kestää nopeita lämpötilan vaihteluita. Tämän ansiosta sintrattu SiC suuri lämpöshokkien kestävyys verrattuna muihin keraamisiin.

Äkilliset lämpötilan muutokset voivat saada hauraat materiaalit halkeilemaan epätasaisen laajenemisen vuoksi. SiC ei kuitenkaan halkeile, koska se johtaa lämpöä niin hyvin. Se pystyy sopeutumaan lämpötilan vaihteluihin ongelmitta.

Sintratun SiC:n ominaisuudet huoneenlämmössä

Seuraavassa on joitakin sintratun SiC:n keskeisiä tietoja huoneenlämmössä (20 °C):

• Tiheys- 3,15 g/cc (kevyt!)
• Kovuus- 2800 GPa (hullun kova!)
• Murtumismoduuli- 380 MPa
• Vetolujuus- 250 MPa
• Puristuslujuus- 3900 MPa
• Kimmomoduuli- 410 GPa
• Lämpölaajeneminen- 4 x 10^-6 in/in °C (alhainen laajeneminen)
• Lämmönjohtavuus- 125 W/mK (johtaa hyvin lämpöä)
• Poissonin luku- 0.16

Tämän ihmeellisen materiaalin käyttötarkoitukset

Sintrattu piikarbidi on uskomattomien ominaisuuksiensa ansiosta täydellinen valinta tehtäviin, joissa kuluminen, korroosio ja äärimmäinen kuumuus aiheuttavat ongelmia:

• Tiivisteen pinnatin pumput käsittelevät hankaavia lietteitä suurella nopeudella ja paineella. SiC-tiivisteet kestävät rasitusta.
• Korkean lämmön uunin osatkuten putket, kannattimet ja termoparin suojukset. SiC on vahvaa jopa kuumimmissa uuneissa.
• Kulutusta kestävät vuorauksetkuluvia malmeja tai jauheita kuljettaviin kouruihin ja suppiloihin. SiC ei kulu!
• Kaasuturbiinin osatjoiden on kestettävä hapettumista, korroosiota ja mielettömiä lämpötiloja.
• Polttimien suuttimetja uunit. SiC kestää korroosiota ja lämpöä.
• Keraaminen panssarion kevyempi kuin metallipanssari, mutta pysäyttää silti luodit.
• 3D-tulostetut komponentiträätälöidyt muodot ovat mahdollisia SiC:ssä.

Sintrattu piikarbidi on kuin supermateriaali, joka nauraa koville olosuhteille. Siinä yhdistyvät hämmästyttävät ominaisuudet, kuten timanttimainen kovuus ja alhainen tiheys, jotka saavat sen kestämään tilanteissa, joissa muut materiaalit pettävät nopeasti. Tämä tekee sintratusta SiC:stä erittäin arvokkaan keraamisen materiaalin haastaviin sovelluksiin.